一种真空感应炉冶炼低合金含氮焊丝钢及其冶炼方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109440011A(43)申请公布日2019.03.08(21)申请号201811611727.8C22C33/06(2006.01)(22)申请日2018.12.27C21C5/52(2006.01)(71)申请人攀钢集团江油长城特殊钢有限公司地址621700四川省绵阳市江油市江东路(72)发明人叶文冰王佳明李源张健罗祥华肖桂华(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人赵青朵(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/44(2006.01)C22C38/42(2006.01)C22C38/06(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图1页(54)发明名称一种真空感应炉冶炼低合金含氮焊丝钢及其冶炼方法(57)摘要本发明提供了一种含氮结构钢，按质量百分比计，包括≥2％的N和≤5％的Cr。本发明通过采用真空感应炉冶炼，利用温度、氮的分压以及其他动力学因素，来改变氮在钢中溶解度，得到了低合金含氮焊丝钢。本发明实现了在没有高压熔炼设备的情况下工业化制造高氮钢，特别是实现了高纯度的高氮钢的制造。本发明提供的含氮结构钢，满足了第四代先进核能系统的蒸发器的焊接工艺要求和熔覆金属的性能要求。CN109440011ACN109440011A权利要求书1/2页1.一种含氮结构钢，其特征在于，按质量百分比计，包括：N：≥0.02％；Cr：≤5％。2.根据权利要求1所述的含氮结构钢，其特征在于，所述含氮结构钢还包括：Mn：0.50％～1.20％；所述含氮结构钢包括含氮焊丝钢。3.根据权利要求1所述的含氮结构钢，其特征在于，所述N为0.02％～0.03％；所述Cr为2.4％～2.6％；所述含氮结构钢，按质量百分比计，还包括：C：0.12％～0.15％；Si：0.05％～0.12％；Mn：0.70％～0.80％；P：≤0.005％；S：≤0.003％；Mo：0.98％～1.10％；Cu：≤0.05％；Ni：0.10％～0.20％；Ti：≤0.005％；Al：0.07％～0.12％；小于等于0.1％的杂质元素以及余量的Fe；所述含氮结构钢为核能系统的蒸发器焊接用含氮焊丝钢。4.根据权利要求3所述的含氮结构钢，其特征在于，所述杂质元素，按质量百分比计，包括：O：≤0.004％；H：≤0.00015％；Pb：≤0.004％；Sn：≤0.004％；As：≤0.005％；Sb：≤0.004％；Bi：≤0.001％；V：≤0.01％；Nb：≤0.001％；Co：≤0.05％。5.一种如权利要求1～4任意一项所述的含氮结构钢的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将原料进行真空精炼后，得到精炼后的半成品；2)在保护气体的条件下，向上述步骤得到的精炼后的半成品中加入氮化铬，进行高压熔炼后，得到高压熔炼后的半成品；3)将上述步骤得到的高压熔炼后的半成品经过浇注和加压冷却后，得到含氮结构钢。2CN109440011A权利要求书2/2页6.根据权利要求5所述的冶炼方法，其特征在于，所述原料包括单晶硅、金属Cr、氮化铬、金属钼、纯铁、碳块、金属铝和金属锰；所述真空精炼的绝对压力为小于等于2.7Pa。7.根据权利要求5所述的冶炼方法，其特征在于，所述真空精炼的具体步骤为：11)将原料全熔后，然后升温进行高温脱氧脱氮，再进入精炼期，随后充入惰性气体并加入Mn，搅拌调节成分后，得到精炼后的半成品。8.根据权利要求7所述的冶炼方法，其特征在于，所述全熔的温度为1520～1530℃；所述高温脱氧脱氮的温度为1630～1650℃；所述高温脱氧脱氮的时间为15～25分钟；所述精炼期的温度为1600～1620℃；所述精炼期的时间为40～60分钟。9.根据权利要求5所述的冶炼方法，其特征在于，所述氮化铬的加入量与原料总质量的比例为1.5％～1.8％；所述高压熔炼的压力为30～50KPa；所述高压熔炼的温度为1600～1620℃；所述高压熔炼的时间为5～10分钟；所述浇注具体为浇注成棒材。10.根据权利要求9所述的冶炼方法，其特征在于，所述棒材的直径为240～360mm；所述浇注的温度为1600～1620℃；所述加压冷却的方式为炉冷；所述加压冷却的压力为20～30KPa；所述加压冷却的时间为大于等于12小时。3CN109440011A说明书1/12页一种真空感应炉冶炼低合金含氮焊丝钢及其冶炼方法技术领域[0001]本发明属于第四代核能系统的蒸发器的焊接技术领域，涉及一种含氮结构钢及其冶炼方法，特别涉及一种真空感应炉冶炼低合金含氮焊丝钢及其冶炼方法。背景技术[0002]TMSR核能系统是指第四代裂变反应堆核能系统，是中科院未来1